Hefen

Hefen
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Einzellige, zu den Pilzen zählende Mikroorganismen (Thallophyde = Pflanzen ohne Wurzeln und Blätter), in kugeliger, ovaler, länglich bis zylindrischer oder gespitzter Form, die Größe beträgt zwischen 5 und 14 Tausendstel Millimeter. Die meisten davon vermehren sich rasend schnell durch Zellsprossung. Dieser Vorgang kann bis zu 35-mal stattfinden. Dabei benötigen die Hefen vor allem Zucker als Energiequelle, sowie einige Nährstoffe und Spurenelemente, von denen die meisten im Traubenmost vorhanden sind. Die Hefen verwandeln bei der Gärung den Zucker im Most hauptsächlich in Alkohol (Ethanol) und Kohlendioxid. Die wichtigste Hefen-Gattung ist „Saccharomyces“, auf deutsch „Zuckerpilze“, von der es über hundert verschiedene Arten (Spezies) gibt.

Die am häufigsten bei der Gärung von Wein, sowie auch bei der Herstellung von Bier und Sauerteig beteiligte Art ist „cerevisiae“ (Getreide), auf deutsch treffend „Bierhefe“ oder auch „Backhefe“. Eine ältere Bezeichnung ist „Saccharomyces ellipsoideus“ auf Grund der zumeist elliptischen Form dieser Hefen. Die Benennung und Klassifizierung der verschiedenen Hefen ist äußerst kompliziert. Durch DNA-Analysen haben sich viele der bislang angenommenen verwandtschaftlichen Beziehungen und damit auch die Bezeichnungen als falsch herausgestellt. Die taxonomische Ordnung wird sich auf Grund dieser neuen Erkenntnisse in Zukunft sicher noch im einen oder anderen Punkt verändern.

Im Weingarten sind weit über ein Dutzend verschiedene Hefen vorhanden. Sie werden als Naturhefen, Wildhefen, Umwelthefen oder indigene Hefen bezeichnet. Davon können aber nur einige den Most vollständig vergären. Die wichtigsten sind Candida, Hansenula, Kloeckera, Pichia und Torulopsis. Auf einer einzigen (unverletzten) Beere befinden sich rund acht Millionen Zellen, bei aufgesprungenen 40-mal so viel. Diese überwintern in Sporenform im Boden und sind während der Weinlese auch in der Luft enthalten. Mit den Trauben gelangen sie in den Keller, wo sie sich schon während des Pressens schnell vermehren und in den Most gelangen. Die Naturhefen reichen ohne Eingriff des Winzers für die Auslösung der Spontangärung aus, was früher die einzige und übliche Praxis war.

Die meisten wilden Arten sind aber empfindlich gegen Schwefeldioxid und Alkohol und werden bereits bei 3 bis 4% vol Alkoholgehalt in ihrer Tätigkeit gehemmt. Sie spielen besonders am Anfang der Gärung eine Rolle, unabhängig davon, ob zusätzlich auch mit anderen Hefen gearbeitet wird. Der Gärungsverlauf ist aber schwierig zu kontrollieren, da es dem Zufall unterworfen ist, welche der Stämme sich durchsetzen. Deshalb werden heute zumeist im Labor hergestellte Zuchthefen (Reinzucht-, Kultur-, Impfhefen) dem Most zugesetzt. Besondere Verdienste um die Reinzuchthefen haben sich Dr. Julius Wortmann (1856-1925), der in Geisenheim 1894 die erste Hefe-Reinzuchtstation gründete, sowie Dr. Wenzel Seifert (1862-1942) am Klosterneuburger Weinbauinstitut erworben.

Durch die heute übliche gekühlte Gärung wird vor allem die Hefegattung Saccharomyces verwendet. Die wichtigste Art ist S. cerevisiae, weitere Arten sind S. bayanus, S. paradoxus und S. uvarum. Die Zuchthefen werden entweder als Flüssigkeitskulturen oder in Form von Trockenpräparaten im Labor gezielt selektioniert und gezüchtet. Sie werden aus dem spontan gärenden Most abgeimpft, danach wird aus einzelnen Zellen der gewünschte Stamm vermehrt. Das auf einen bestimmten Betrieb individuell abgestimmte Verfahren, bei dem sogar weingartenspezifische Hefen gezüchtet werden, nennt man Individual Yeast Designing (individuelles Hefedesign). Die verschiedenen Arten zeichnen sich durch Reinheit im Geschmack sowie durch bestimmte Eigenschaften aus. Normalerweise sind die Hefen gegenüber niedrigen oder hohen Temperaturen, Alkohol und Kohlendioxid empfindlich, stellen bei Erreichen von bestimmten Grenzen ihre Tätigkeit ein oder sterben sogar ab.

Je nach gewünschter Gärung züchtet man deshalb verschiedene Arten. Gewünschte Eigenschaften sind unter anderem rasches Angären, problemloses Durchgären (kein Steckenbleiben), geringe Schaumbildung, wenig Nebenprodukte, gute Alkoholausbeute, keine Schwefeldioxidbildung, Zucker- und Alkoholverträglichkeit und Farbschonung bei Rotwein. Die Kaltgärhefen sind auch noch bei tiefen Temperaturen von 6 bis 9 °Celsius aktiv. Die Sekthefen sind gegen hohen Alkohol- und Kohlendioxid-, die Sulfithefen gegen hohen Schwefeldioxidgehalt resistent. Um die Hefebildung zu fördern, werden bei der Gärung eventuell Hefenährsalze zugegeben. Neu am Markt sind sogenannte Turbohefen. Sie besitzen höchste Alkoholtoleranz und schaffen unter optimalen Bedingungen bis zu 20%. Dafür reicht allerdings reiner Frucht- oder Traubensaft als Ausgangsstoff nicht aus, sondern es muss Zucker zugegeben werden. Sie werden zumeist für die Produktion von geschmacklosem Alkohol eingesetzt, der dann durch Destillation konzentriert wird.

Mikrobiologen der Schweizer Forschungsanstalt Agroscope Changins-Wädenswil (ACW) experimentieren bereits seit den 1970er-Jahren mit Reinzuchthefen. Besonders erfolgreich sind die in der Station Wädenswil selektierten Weinhefen der Art S. cerevisiae namens Lalvin W27 (1980) und Lalvin W15 (1997) mit besonderen Eigenschaften, die bereits weltweit zum Einsatz kommen. Diese hemmen unerwünschte Mikroorganismen und erhöhen den Gehalt an hochwertigen Inhaltsstoffen. Sie bilden nur wenig Essigsäure und mehr Glycerin als andere Hefen, was den Wein geschmeidiger und harmonischer macht. Die Konzentration von Bernsteinsäure wird erhöht, wodurch der pH-Wert des Weins unter 3,5 sinkt, was das Wachstum unerwünschter Acetobacter (Milchsäurebakterien) verhindert. Weitere Vorteile sind geringe Anfälligkeit gegen Böckser, schnelles Absetzen der Hefe und gute Alkoholtoleranz, die Weine bis 16% vol Alkoholgehalt ohne Restzucker ermöglicht. Die malolaktische Gärung ist bis zu dreimal schneller als mit herkömmlichen Produkten.

In den letzten Jahren sind so genannte Aromahefen beliebt geworden, mit denen bestimmte bei der Gärung entstehende sekundäre Aromen gezielt forciert werden. Sie verstärken zum Beispiel fruchtige Noten. Diese überdecken aber unter Umständen sortentypische Eigenschaften der Rebsorte und sind deshalb nicht unumstritten. Zu Gärungsbeginn sind auf jeden Fall verschiedene Spezies von Naturhefen aktiv. Im weiteren Gärungsverlauf wechselt dies dann. Insgesamt sind zumindest zehn verschiedene Subspezies von Wild- und Zuchtfhefen beteiligt. Von vielen Betrieben wird die gesamte Gärung mit Naturhefen als so genannte Spontangärung durchgeführt, besonders ist dies bei der Erzeugung von Bioweinen üblich. Um die Naturhefen gezielt zu pflegen, wird der Boden mit dem Trester oder dem Geläger (Press- und Gärungsrückstände) gedüngt, sodass sich im Laufe der Zeit eine ideale Mischung der „weinbergseigenen“ Hefen im Weingarten ergibt. Eine bei der Weinbereitung unerwünschte Hefegattung ist Brettanomyces, die den Weinfehler Pferdeschweiß verursacht. Siehe auch unter Flor, Hefesatzlagerung und Kahm.